CN105511242B

CN105511242B - 定影、加压辊以及定影装置

Info

Publication number: CN105511242B
Application number: CN201510647480.5A
Authority: CN
Inventors: 杉山雄次; 手取武幸; 铃木雅也
Original assignee: Synztec Co Ltd
Current assignee: Synztec Co Ltd
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2020-04-24
Anticipated expiration: 2035-10-09
Also published as: JP6531891B2; US9395668B2; JP2016080730A; CN105511242A; US20160103407A1

Abstract

本发明提供一种能够比较容易地成型，耐久性优异的低硬度和低热容量的定影、加压辊以及定影装置。在定影装置的定影部中使用的定影、加压辊具备芯体和设在该芯体的周围的弹性层，前述弹性层由使混入了化学发泡剂的未加硫硅橡胶发泡硬化后的发泡硅橡胶构成，平均巢室直径为50μm～150μm。

Description

定影、加压辊以及定影装置

技术领域

本发明涉及定影、加压辊以及具备该定影、加压辊的定影装置。

背景技术

在复印机、打印机的定影部中使用的滚筒有由铁、铝等金属制芯轴，弹性层（硅橡胶）构成的滚筒（以下称为定影滚筒），或由芯轴、弹性层、脱模层（氟树脂管）构成的滚筒（以下称为加压滚筒）等，在这种定影、加压辊中，弹性层广泛地使用低硬度、确保定影宽度更宽，不易从内置在对置的定影滚筒或定影带中的热源获取热的低热容量的发泡硅橡胶。

大多的发泡硅橡胶使用了预先在成为基体的橡胶中混入发泡剂，通过加热产生的气化使其发泡的化学发泡，但在使其硬化之际产生了发泡的控制困难，形成了形状或大小不均匀的巢室的问题。以此为原因，巢室的破坏（破泡）加剧，产生了硬度降低，得不到充分的耐久性的问题。此外，近年来调色剂的小粒径化持续发展，已不能够充分应对印字品质的提高及高分辨率化的要求而要求相应的对策。

为此，提出了通过将二氧化碳等气体加压到临界压力以上而使其分散在橡胶中，通过急减压而得到气泡的工作方法制成细微巢室的方法（参照专利文献1、2）。

但是，由于在未加硫橡胶内发生的气泡随着时间的推移而消失，所以有至硬化为止的时间以及硬化条件的设定、管理困难，在某些情况下气泡基本上消失殆尽的难点。

作为对策，虽然提出了加入两种以上反应温度不同的硬化剂，在使一方硬化的半加硫状态下进行加压等的方法，但在这种情况下，由于在已硬化的部分不留有气泡，所以低硬度、低热容量化困难。

为此，为了兼顾巢室直径的小直径化和低硬度化，提出了调整未加硫橡胶的可塑度的方法（参照专利文献3、4）。

但是，调整了可塑度的未加硫橡胶难以成型，此外，还必须要高度调整硬化速度或有机发泡剂的分解速度。

根据这种背景，要求能够容易地进行发泡硅橡胶的成型，低硬度、低热容量地形成微细的巢室的手法。

专利文献1：日本国专利第3506543号公报，

专利文献2：日本国专利第3642890号公报，

专利文献3：日本国专利第4342229号公报，

专利文献4：日本国特开2003－345158号公报。

发明内容

本发明是鉴于这种实情而提出的，其目的在于提供一种能够比较容易地成型、低硬度以及低热容量的定影、加压辊以及定影装置。

实现前述目的的本发明的第1技术方案为一种在定影装置的定影部中使用的定影、加压辊，其特征在于，具备芯体和设在该芯体的周围的弹性层，前述弹性层由使混入了化学发泡剂的未加硫硅橡胶发泡硬化后的发泡硅橡胶构成，平均巢室直径为50μm～150μm以下。

本发明的第2技术方案的特征在于，在第1技术方案所述的定影、加压辊中，在对前述未加硫硅橡胶进行了成型后，将可塑度调整成250～450后使其发泡硬化。

本发明的第3技术方案的特征在于，在第1或第2技术方案所述的定影、加压辊中，前述未加硫硅橡胶的成型前的可塑度为150以上且不到250。

本发明的第4技术方案的特征在于，在第1或第2技术方案所述的定影、加压辊中，在前述弹性层的表面具备脱模层。

本发明的第5技术方案为一种定影装置，其特征在于，具备第1～3中任一技术方案所述的定影、加压辊。

根据本发明，实现了耐久性优异、低硬度以及低热容量的定影、加压辊以及定影装置。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的加压辊的横向剖视图以及纵向剖视图；

图2是具备实施方式1所涉及的定影、加压辊的定影装置的剖视图；

图3是具备实施方式2所涉及的定影、加压辊的定影装置的剖视图；

图4是具备实施方式3所涉及的定影、加压辊的定影装置的剖视图；

图5是具备实施方式4所涉及的定影、加压辊的定影装置的剖视图；

图6是实施例以及比较例的显微镜观察照片；

图7是表示试验例2的结果的曲线图。

附图标记说明：

1：加压辊，1A：定影辊，1B：内辊，1C：定影辊，10：定影装置，11：芯体，12：弹性层，13：脱模层，14：定影带，15：推压部件，16：加热机构，17：加热辊。

具体实施方式

以下，基于实施方式对本发明详细地进行说明。

（实施方式1）

本发明所涉及的定影、加热辊用于在图像形成装置的定影部中通过热和压力将未定影调色剂图像定影在记录介质上，例示了后述的加压辊以及定影辊等。在本实施方式中，作为定影、加压辊的一例，例示了加压辊。

图1是本实施方式所涉及的加压辊的横向剖视图以及纵向剖视图。加压辊1具备芯体11，设在芯体11的周围的弹性层12，以及设在弹性层12的周围的脱模层13。

本发明所涉及的弹性层12由硅橡胶构成，该硅橡胶是在混合了硅橡胶原料和化学发泡剂后进行挤出成型，之后，在调整了可塑度后，通过对硅橡胶原料进行硬化而得到的。这种硅橡胶通过化学发泡剂的混入，可塑度的调整，以及加硫条件的调整而微细地调整成了平均巢室直径为50μm～150μm。

在此，平均巢室直径是用显微镜将样本截面放大观察，根据计算而求出的。巢室直径的求出方法是巢室的纵长×横长的平方根。本次的平均巢室直径是50个的中央值。

若在成型前提高可塑度，则挤出成型困难。另一方面，在规定的条件下混入化学发泡剂成型的未加硫硅橡胶在成型后仅通过在规定条件下放置即能够将可塑度调高，并且还能够维持发泡状态。放置的温度、湿度没有特别限制，优选在发泡反应及加硫反应不加剧的条件下进行，例如可在5～40℃的条件下进行。

成型前的未加硫硅橡胶的可塑度为150以上且不到250，成型后可在为250～450后进行发泡硬化。

这样，对可塑度调整后的未加硫硅橡胶进行一次加硫，进而，通过其后进行二次加硫而成为规定的弹性层12。

一次加硫、二次加硫条件因原材料的不同而不同，没有特别限制，但必须选择巢室直径的平均值为50μm～150μm的条件。

一次加硫条件例如为150～300℃、15～90分钟的程度，二次加硫条件例如为200～250℃、5～20小时的程度。

构成加压辊1的芯体11由金属或者树脂材料构成。金属或者树脂材料只要是能够作为加压辊1的芯体使用即可，没有特别限制。此外，对芯体11的形状也没有限制，既可以是中空的，也可以不是中空的。

构成弹性层12的硅橡胶只要是通过加热硬化而生成弹性体的硅橡胶即可，没有特别限制。具体地说，使用混炼硅橡胶。这种硅橡胶能够使用市售的硅橡胶，当然也可以并用两种以上。

化学发泡剂没有特别限制，例如能够使用1，1－偶氮二（环己烷－1－羧酸甲酯）。化学发泡剂的混入量没有特别限制，例如可相对于未加硫橡胶原料100质量部混入3～8质量部。

本发明的弹性层12由于在成型后成为了规定的可塑度后进行一次加硫，所以能够具有平均巢室直径为50μm～150μm的微细巢室，作为低硬度以及低热容量的定影、加压辊是有用的。

另外，弹性层12的厚度例如为0.5mm～20mm，优选为2mm～6mm。这是为了提高调色剂的定影性，谋求图像的高画质化。

脱模层13优选由高脱模性的合成树脂材料构成，能够列举出氟树脂等。作为氟树脂，能够列举出全氟烷氧基氟树脂（PFA）、聚四氟乙烯（PTFE）、氟化乙烯丙烯共聚物（FEP）、乙烯－四氟乙烯共聚物（ETFE）等，尤其优选全氟烷氧基氟树脂（PFA）。

脱模层13的厚度只要是能够赋予定影、加压辊高的脱模性的厚度即可，没有特别限制，例如为10μm～100μm，优选为20μm～50μm。另外，脱模层也可以不设置。

根据本发明的定影、加压辊，由于遍及辊整体地具备低硬度并且轴向的硬度的偏差小的弹性层12，所以能够确保定影部的定影宽度更宽，提高调色剂的定影性。

在此，以下对制造本发明的定影、加压辊的方法进行说明。

在制造定影、加压辊的情况下，在混炼型硅橡胶中加入化学发泡剂和加硫剂，进而加入必要的添加剂，调制出混炼硅橡胶组成物。此时为上述的可塑度。

接着，例如将混炼硅橡胶组成物挤出到芯体11的外周进行成型，或者在成型后插入了芯体11后，在规定的条件下放置等，将可塑度提高到上述的程度，之后，进行一次加硫而制成弹性层12。进而在周围形成由PFA管等构成的脱模层13。

此外，脱模层13除了使用PFA管之外，例如也可以通过涂敷液的涂敷而形成。另外，即使不一体成型出弹性层和脱模层，而是通过别的工序制造，当然也可以制造出辊硬度低并且轴向的硬度的偏差小的低热容量的定影、加压辊。

接着，对定影装置进行说明。

本发明所涉及的定影装置10搭载在图像形成装置中，通过热和压力使未定影调色剂图像定影在记录介质上。

图2是表示本实施方式所涉及的定影装置的示意剖视图。如图2所示，定影装置10具备实施方式1所涉及的加压辊1，与加压辊1对置配置的定影带14，在与加压辊1对置的位置、从内侧相对于加压辊1推压定影带14而形成规定的辊隙部的推压部件15，以及将定影带14加热到规定温度的加热机构16。

定影带14只要是通过与对置的加压辊1的压接而能够形成规定的辊隙部即可，例如是由至少具有一层无缝电铸带的金属基体，形成在金属基体的内周面的滑动层，形成在金属基体的外周面的弹性层，和形成在弹性层的外周面的脱模层构成。

推压部件15由橡胶等弹性体以及树脂、金属等构成。也有在表面上根据需要形成由氟树脂等构成的层，或者设有滑动片或槽等情况。此外，也可以在滑动片的表面上实施凹凸加工。

加热机构16只要是能够对定影带14进行加热即可，也可以设在定影带14的外侧。作为加热机构16，能够列举出卤素加热器，电热丝加热器，红外线加热器，励磁线圈（热源）产生的电磁感应发热等。另外，加热机构16也可以内置在推压部件15中。

本发明的定影装置10具备辊硬度低并且轴向的硬度的偏差小的低热容量的加压辊1。这样一来，能够实现在定影部中确保定影宽度更宽，能够提高调色剂的定影性的定影装置。

（实施方式2）

在实施方式2中，作为定影、加压辊的一例，例示了定影辊以及加压辊。另外，对于与实施方式1相同的部件赋予相同的附图标记，省略重复的说明。

图3是具备实施方式2所涉及的定影辊以及加压辊的定影装置的示意剖视图。如图3所示，定影装置10A具备加压辊1，与加压辊1对置配置的定影带14，和取代推压部件而从内侧相对于加压辊1推压定影带14的定影辊1A。在定影辊1A上，虽然未图示，但在外侧配置有加热机构。本发明的定影、加压辊既可以作为图4所示的定影辊1A使用，也可以作为加压辊1使用。

（实施方式3）

在实施方式3中，作为定影、加压辊的一例，例示了内辊以及加压辊。另外，对于与实施方式1相同的部件赋予相同的附图标记，省略重复的说明。

图4是具备实施方式3所涉及的内辊以及加压辊的定影装置的示意剖视图。

如图4所示，定影装置10B具备加压辊1，与加压辊1对置配置的定影带14，从内侧相对于加压辊1推压定影带14的内辊1B，以及内置加热机构的加热辊17。在定影带14的内侧配置有内辊1B和内置加热机构的加热辊17，由内辊1B和加热辊17驱动定影带14旋转。本发明的定影、加压辊既可以作为图4所示的内辊1B使用，也可以作为加压辊1使用。

（实施方式4）

在实施方式4中，作为定影、加压辊的一例，例示了定影辊以及加压辊。对于与实施方式1相同的部件赋予相同的附图标记，省略重复的说明。

图5是具备实施方式4所涉及的定影辊以及加压辊的定影装置的示意剖视图。

如图5所示，定影装置10C具备加压辊1，和与加压辊1对置配置的定影辊1C。虽然未图示，但在定影辊1C中内置有加热机构。本发明的定影、加压辊既可以作为图5所示的定影辊1C使用，也可以作为加压辊1使用。

以下，参照实施例进一步对本发明进行说明。

（实施例1）

用混炼滚筒对在混炼型硅橡胶X－30－4037－U（信越化学工业社制）100质量部中加入了加硫剂C－25B（信越化学工业社制）3质量部、作为催化剂加入C－25A（信越化学工业社制）0.5质量部，作为发泡剂加入KE－P－26（信越化学工业社制）5质量部，着色剂0.5质量部的未加硫硅橡胶原料进行混炼。另一方面，准备涂敷了底涂料的直径为20mm的芯轴。将芯轴设置在挤出成型机中，将未加硫硅橡胶挤出到芯轴的周围进行成型。挤出前的未加硫硅橡胶的可塑度为207，挤出的成型未加硫硅橡胶的直径为34.5mm。

在12℃的冰箱中放置24小时后，以200℃进行1小时一次加硫，然后以200℃进行6小时二次加硫。放置24小时后，一次加硫前的可塑度为320。

在二次加硫后，对弹性体进行轴向的尺寸切割和表面的橡胶研磨，制成定影、加压辊。定影、加压辊的直径为40mm，平均巢室直径为88μm。此外，橡胶硬度以ASKER C计为35度。

（实施例2）

除了将硅橡胶变更成KE－951－U之外，与实施例1同样地得到了定影、加压辊。这种情况下的混炼后的未加硫硅橡胶的可塑度为202，在冰箱中放置后的可塑度为314。此外，定影、加压辊的平均巢室直径为91μm，橡胶硬度以ASKER C计为32度。

（比较例1）

除了不在冰箱中放置24小时之外，与实施例1同样地得到了定影、加压辊。定影、加压辊的平均巢室直径为232μm，未加硫硅橡胶的可塑度为207，橡胶硬度以ASKER C计为29度。

（比较例2）

除了不在冰箱中放置24小时之外，与实施例2同样地得到了定影、加压辊。定影、加压辊的平均巢室直径为323μm，未加硫硅橡胶的可塑度为202，橡胶硬度以ASKER C计为27度。

（结论）

在可塑度为207或者202的比较例1、2中，平均巢室直径大到200μm以上、300μm以上，而可知在将可塑度提高到320或者314后，发泡加硫的实施例1、2中平均巢室直径为100μm以下，成为微细巢室。

（试验例1）

以50倍观察各实施例以及各比较例的切断面，将结果示于图6。其结果，可知实施例中巢室微细、均匀地一致。

（试验例2）

将各实施例以及各比较例的定影、加压辊安装在定影辊用的耐久试验机上，在压缩率为30％，转速为150min^-1，180℃的加热条件下驱动56小时，测定此时的反作用力，结果示于图7。

根据该结果可知，实施例1、2的平均巢室直径为50μm～150μm的辊与比较例1、2的辊相比较，反作用力的降低非常小。

Claims

1.一种定影、加压辊，在定影装置的定影部中使用，其特征在于，

具备芯体和设在该芯体的周围的弹性层，

前述弹性层由使混入了化学发泡剂的未加硫硅橡胶发泡硬化后的发泡硅橡胶构成，平均巢室直径为50μm～150μm，前述未加硫硅橡胶的成型前的可塑度为150以上且不到250，在对前述未加硫硅橡胶进行了成型后，将可塑度调整成250～450后使其发泡硬化。

2.如权利要求1所述的定影、加压辊，其特征在于，

在前述弹性层的表面具备脱模层。

3.一种定影装置，其特征在于，具备权利要求1或2所述的定影、加压辊。